Het gebruik van steen in waterbouwkundige constructies

HET GEBRUIK V A N STEEN IN

WATERBOUWKUNDIGE CONSTRUCTIES

Ing. G.J. Laan

Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat Dienst W e g - en Waterbouwkunde

Inhoud

Pagina

1. Inleiding 3

2. Eigenschappen van nnaterialen en eisen 3

2.1 Structuur in eisen 3

3 . Materialen, eigenschappen en regelgeving 5

3.1 Breuksteen 5 3.1.1 Algemeen 5 3 . 1 . 2 Dichtheid en wateropneming 7

3 . 1 . 3 Sterkte 8 3.1.3.1 Weerstand tegen breuk 9

3 . 1 . 3 . 2 Bioksterkte 10 3 . 1 . 3 . 3 Weerstand tegen slijtage 12

3 . 1 . 4 Weerstand tegen v o r s t - e n dooiwisselingen 12

3 . 1 . 5 Weerstand tegen zoutkristallisatie 12 3 . 1 . 6 Zonnebrand en andere verwenngsverschijnselen 13

3 . 1 . 7 Uitloging 13 3 . 1 . 8 Kleur 14 3 . 1 . 9 Sorteringen 14 3 . 1 . 1 0 Vorm van de steenstukken 17

3 . 1 . 1 0 . 1 Platte steenstukken 17

3 . 1 . 1 0 . 2 Rondheid 17 3 . 1 . 1 1 Verontreinigingen 18 3.2 Overige natuurlijke en samengestelde materialen 18

3 . 2 . 1 Zetsteen 18 3 . 2 . 2 Steenslag 18 3 . 2 . 3 Grind 19 3 . 2 . 4 Schanskorven 2 0 3 . 2 . 5 Betonelementen 2 0 3.3 Secundaire materialen 21 3.3.1 Mijnsteen 21 3 . 3 . 2 Slakken 2 2 3.3.2.1 Staalslakken 2 2 3 . 3 . 2 . 2 Fosforslakken 23 3 . 3 . 3 Silex 23 3 . 3 . 4 Puingranulaten 2 4 4 . Kwaliteitsborging 2 4 4.1 De aard van het werk 25 4 . 2 Intrinsieke eigenschappen 25 4 . 3 Produktie-bepaalde eigenschappen 2 6

1. Inleiding

In de "Manual on the use of Rock in Hydraulic Engineering" worden in hoofdstuk 3 materialen voor waterbouwkundige constructies behandeld. Nog iets uitgebreider w o r d t dit in (1 8) gedaan. In deze cursusbijdrage w o r d e n enige belangrijke aspecten van steenmaterialen vanuit specifieke gezichtshoeken behandeld.

Allereerst worden via een zogenaamde "structuur in eisen" materiaaleigenschappen en daarop gerichte eisen in verband gebracht met constructieve doelstellingen. Vervolgens w o r d e n steen-en stesteen-enachtige materialsteen-en behandeld. Hierbij w o r d t gerefereerd aan regelgeving in Nederland steen-en aan zich ontwikkelende Europese normen. Waar wenselijk worden eisen geïnterpreteerd in de context van "structuur in eisen". Secundaire materialen worden kort behandeld.

Tenslotte w o r d t ingegaan op kwaliteitsborging in de diverse fasen van produktie en verwerking van steenmaterialen.

2. Eigenschappen van materialen en eisen

Eisen gesteld aan eigenschappen van materialen voor waterbouwkundige constructies zijn soms lastig met het werkelijke constructieve gedrag in verband te brengen. Uit een sterkte-eis voor steen bijvoorbeeld kan niet direct afgeleid worden welke verfijningen in bepaalde omstandighe-den waarin een constructie moet functioneren zullen optreomstandighe-den. Gewoonlijk hebben dergelijke eisen meer het karakter van een classificatie-eis die ruim voldoende is in de meeste omstandig-heden. De vraag of zo'n eis niet veelal veel te zwaar is, is van belang bij toepassen van meer marginale materialen.

In het algemeen is het zo dat er de laatste decennia een sterke vergroting van de nauwkeurig-heid van ontwerpmodellen bereikt is. Dit doet ook in toenemende mate de vraag rijzen naar een preciezer definiëren en borgen van relevante materiaaleigenschappen.

Voor de analyse van de samenhang tussen materiaaleigenschappen en constructief gedrag is de methodiek volgens "structuur in eisen" goed bruikbaar. Deze methodiek levert tevens een inzicht op in leemten in kennis en in risico's met betrekking t o t "te z w a k " of "te sterk" dimensioneren.

Hierna w o r d t in hoofdlijnen op "structuur in eisen" ingegaan.

2.1 Structuur in eisen

In "structuur in eisen" komen in hoofdlijnen de volgende elementen voor: hiërarchisch gelede eisen, randvoorwaarden en interacties tussen eigenschappen op de diverse eisenniveaus, uitgedrukt in modellen.

De kern van het kennissysteem "structuur in eisen" bestaat uit een hiërarchische geleding in eisen. De geleding betreft groepsgewijs onderscheid in soorten eisen. Deze soorten staan in hiërarchisch verband t o t elkaar, omdat de ene soort eisen afgeleid kan worden danwel volgt uit de andere groep eisen en gestelde randvoorwaarden.

Deze hiërarchische geleding w o r d t de piramide van eisen genoemd.

Van boven naar beneden treffen w e in de piramide de volgende eisen-geledingen aan:

gebruikerseisen, functie-eisen, constructieve gedragseisen, elementaire gedragseisen en eisen aan de aard van het materiaal (zie figuur 1),

randvoorwaarden gebruikerseisen fiinctie-eisen

constructieve gedragseisen elementaire gedragseisen

eisen aan de aard van het materiaal

modellen

Rguur 1: Structuur in eisen

r^phniikerseisen zijn eisen die de uiteindelijke gebruiker stelt aan de constructie en hebben in het algemeen een abstract karakter. De gebruikerseisen worden algemeen beleidsmatig verwoord. Gebruikerseisen hebben bijvoorbeeld betrekking op veiligheid en recreatiemogelijkheden.

Functie-eisen zijn op het niveau van functies van een waterbouwkundige constructie of onderdeel daarvan gesteld. Het gaat hier om welke prestaties geleverd moeten worden zonder nog enige constructieve of materiaalkundige invulling te betrekken.

Functie-eisen zijn of betreffen bijvoorbeeld waterkeren met een zekere overschrijdingskans of erosie voorkomen.

r^nnstructieve oedraoseisen hebben betrekking op het gedrag van de totale constructie of een onderdeel daarvan. Op grond van deze eisen kan een constructief ontwerp inclusief daarbij betrokken materiaalkeuzen getoetst worden. Deze eisen kunnen betrekking hebben op bijvoorbeeld stabiliteit of begaanbaarheid.

Ffomfintaire materiaalaedraoseisen hebben betrekking op gedragingen van een representatieve kleine hoeveelheid materiaal. Het woord "elementair" heeft betrekking op de kleinste hoeveel-heid materiaal waarop de gedragseigenschap nog betrekking kan hebben. Het kan bijvoorbeeld de bestandheid tegen vorst- en dooiwisselingen betreffen van een representatief aantal steenstukken.

Elementair gedrag kan soms ook in de constructie gemeten worden. Zo kan stijfheid van asfalt aan een element in het laboratorium gemeten worden maar ook met bijvoorbeeld plaatdrukproe-ven.

Eisen aan de aard van het materiaal hebben betrekking op chemisch/mineralogische, fysische en morfologische aspecten zonder enige gedragsimplicatie.

De volgende aardaspecten worden bijvoorbeeld onderscheiden: massaverdeling, dichtheid en wateropneming van steenstukken.

Randvoorwaarden worden bepaald door de omgeving waarin de waterbouwkundige constructie voorkomt. Deze voorwaarden zijn uitgangspunten voor het constructieve, danwel materiaalkun-dige ontwerp. Er worden drie soorten randvoorwaarden onderscheiden welke betrekking hebben op omgevingsfactoren, constructiefactoren en beleidsfaktoren.

Omgevingsfactoren zijn onder andere: zettingsgedrag bodem;

omgevingsbestemming (waterwin- of natuurgebied e t c ) ;

Constructiefaktoren betreffen bijvoorbeeld de constructie-opbouw (geldt voor structuur in eisen voor een constructie-onderdeel) of een in de constructie op te nemen bestaande constructie.

Naast voornoemde factoren kunnen algemene beleidsvoorwaarden gelden waaruit bepaalde keuzen reeds min of meer zijn vastgesteld, bijvoorbeeld: importrestricties voor zekere materialen of voorkeursbeleid ten aanzien van bepaalde materialen (stimulering hergebruik of gebruik van secundaire materialen e t c ) .

Uitgaande van de randvoorwaarden dienen relaties tussen factoren op diverse eisenniveaus in de piramide bekend te zijn om eisen te kunnen bepalen opdat aan functie- en daarmee gebrui-kerseisen kan worden voldaan. Dergelijke modellen kunnen van diverse aard zijn zoals rekenkun-dige modellen, beschrijvende of ervaringsmodellen.

Ervaringsmodellen hebben een beperkte waarde omdat zij slechts gehanteerd kunnen w o r d e n in situaties waarin niet van deze ervaringen w o r d t afgeweken. Dergelijke afwijkingen komen vooral tegenwoordig veel voor en betreffen allerhande aspecten, zoals nieuwe materialen en andere of nieuwe randvoorwaarden, bijvoorbeeld ten aanzien van het milieu.

Beschrijvende modellen bieden door de verklarende werking van interacties meer mogelijkheden om in nieuwe situaties voor toetsing van geschiktheid van materialen te kunnen gebruiken. Kwantitatieve modellen zijn in de w a t e r b o u w betrekkelijk ver ontwikkeld voor filtergedrag en stabiliteit. Ten aanzien van duurzaamheid is echter nog weinig voorhanden. Voor nauwkeurige kwantitatieve modellen geldt dat doorgaans een grote verscheidenheid aan randvoorwaarden en materiaalparameters een rol spelen.

Analyse daarvan leidt dan ook enerzijds t o t conclusies ten aanzien van de mate van gebrekkig-heid van deze modellen, anderzijds worden daardoor leemten in kennis opgespoord, waarop onderzoek gericht kan w o r d e n .

De in het kort beschreven "structuur in eisen" biedt een hulpmiddel om eisen af te leiden danwel te evalueren. Een vluchtige beoordeling van deze structuur maakt duidelijk dat eisen een betrekkelijke betekenis hebben. Een beperkte duurzaamheid kan bijvoorbeeld gecompenseerd worden door overdimensionering of onderhoud met een hoger frequentie. Op gebrek aan duurzaamheid in de vorm van geringe bioksterkte kan geanticipeerd worden door vermijden van grote belastingen bij transport, overslag en in de constructie. Dichtheid en sorteringszwaarte kunnen deels onderling compenserend werken.

Deze relativeringen van eisen, vooral van algemeen gestelde standaardeisen, zijn van belang wanneer vanwege beschikbaarheid, gelet op transportafstanden, of vanwege grondstoffenbe-leid, bijvoorbeeld met betrekking t o t secundaire materialen, meer marginale materialen ingezet dienen te w o r d e n . Een gedegen analyse volgens "structuur in eisen" is dan wel een noodzaak om risico's voldoende te kunnen bepalen en beperken.

3. Materialen, eigenschappen en regelgeving

3.1 Breuksteen

3.1.1 Algemeen

Breuksteen is gebroken natuursteen die grover is dan een zekere nominale maat. Materiaal dat fijner is dan deze maat w o r d t steenslag genoemd. Deze nominale maat is niet overal hetzelfde. In de Nederlandse breuksteennorm NEN 5 1 8 0 w o r d t 3 2 mm aangehouden. In de zich ontwikkel-de Europese regelgeving is dit 63 m m .

De natuursteen waaruit breul<steen w o r d t geproduceerd w o r d t geologisch naar wordingsge-schiedenis in soorten onderverdeeld. De betekenis van het kennen van deze steensoorten is gelegen in de ruwe relaties die er zijn tussen deze soorten en de relevante eigenschappen van breuksteen zoals dichtheid, vorm van de steenstukken en zwaarte van de te produceren sorteringen.

Er w o r d e n in hoofdlijn 3 natuursteensoorten onderscheiden: stollingsgesteenten, sedimentge-steenten en omvormings- oftewel metamorfe gesedimentge-steenten.

Stollingsgesteenten ontstaan door kristallisatie van vloeibare magma. Dit kan gebeuren diep in de aardkorst (dieptegesteente), in het bovenste deel van de aardkorst (ganggesteente) of aan het oppervlak (uitvloeiings- of vulkanisch gesteente).

Sedimentgesteente ontstaat door sedimentatie en vervolgens verstening van het sediment. Metamorf gesteente ontstaat door uitoefening van hoge druk en temperatuur op stollings- of sedimentgesteente, waardoor nieuwe mineralen en steentexturen gevormd w o r d e n .

Voorbeelden van dieptegesteenten zijn graniet, syeniet, dioriet, gabbro en peridotiet. In genoemde volgorde w o r d t de steenkleur donkerder en neemt de dichtheid toe. Veelal kunnen zware t o t zeer zware sorteringen geproduceerd w o r d e n en is de steenvorm kubisch.

Ganggesteente is door de snellere afkoeling van een fijnere mineralogische structuur dan dieptegesteente. Porfier is het meest bekend.

De uitvloeiingsgesteenten vertonen door hun snelle afkoeling kleine t o t microscopisch kleine kristallen of soms geen kristallen (vulkanisch glas). Basalt is in de Nederlandse w a t e r b o u w bekend vanwege de vroeger veel toegepaste zuilenbasalt. Soms is deze zuilvorm minder o n t w i k k e l d . De zuilenstructuur is soms onregelmatig en van grote afmetingen, waardoor zeer zware sorteringen geproduceerd kunnen w o r d e n .

Andere voorbeelden van uitvloeiingsgesteente zijn andesiet, doleriet en diabaas (oud uitvloei-ingsgesteenten).

Van de sedimentgesteenten zijn de kalksteen en zandsteen de bekendste voorbeelden. Door de gelaagdheid kunnen in deze steensoorten afhankelijk van de laagdikte en de zwaarte van de sortering, plaatvormig materiaal voorkomen. Soms kan zeer massief materiaal in dikke lagen voorkomen waardoor zeer zware sorteringen geproduceerd kunnen w o r d e n (zandsteen, petit graniet). Veelal is de gelaagdheid hierbij een bepalende factor. Van de metamorfe gesteenten is marmer, hoewel minder door de w a t e r b o u w , wel het bekendste voorbeeld. In de w a t e r b o u w is gneis echter wel bekend evenals kwartsiet, amfiboliet en de onlangs in Noorwegen in exploitatie genomen eklogiet, een gesteente met een zeer hoge dichtheid (ca. 3,4 t/m^).

Dunne gelaagdheid en "leisplijting" komen vooral onder de metamorfe steensoorten voor (leisteen, schist, fylliet). Als gevolg daarvan is de grofheid van te produceren sorteringen beperkt en zijn steenstukken plat.

In elk steenvoorkomen kan de kwaliteit variëren tengevolge van geologische verwering (zie (7) 3 . 2 . 2 ) . Verwering gaat veelal gepaard met mineralogische omvorming en uitloging. Dit is daarmee zichtbaar door bijvoorbeeld het ontstaan van bruine ijzerverbindingen. Door verwering neemt de sterkte en weerstand tegen atmosferische invloeden af. Doordat door uitloging de dichtheid is afgenomen, kan veelal de mate van verwering en daarmee de mate van bruikbaar-heid door correlatie met de dichtbruikbaar-heid bepaald worden.

In Nederland is natuursteen voor de w a t e r b o u w , afgezien van regelmatige steenelementen, synoniem met breuksteen, dat wil zeggen in steengroeven gebroken en gesorteerd steenmateri-aal. Dit is niet altijd zo geweest. Zo werd aanvankelijk exclusief gebruik gemaakt van min of meer afgerond steenmateriaal, dat met de ijstijden in Oost-Nederland is afgezet. Ditzelfde materiaal w e r d vervolgens ook uit Scandinavië geïmporteerd.

Ook andere natuursteenbronnen komen voor toepassing in aanmerking, zoals steenafzettingen in rivieren en de zee. In Europese normontwikkeling worden alle steenmaterialen, dus ook

3 . 1 . 2 Dichtheid en wateropneming

Dichtheid van steenmateriaal w o r d t onderscheiden in dichtheid van de vaste stof ( p J , dichtheid van het gesteente of een steenstuk ( p j en buikdichtheid (Qt). De dichtheid van de vaste stof en het poriëngehalte van het gesteente bepalen de dichtheid van een steenstuk. De dichtheid van het gesteente en holle ruimte tussen de steenstukken zijn bepalend voor de buikdichtheid van loskorrelig steenmateriaal.

Dichtheid van het gesteente is een in principe per produktieplaats gegeven aard-eigenschap. Wanneer in een groeve meerdere soorten steen voorkomen is selectie op dichtheid wellicht mogelijk. Soms leidt het produktieproces t o t een zekere selectie doordat steen met een geringere dichtheid veelal zwakker is en daardoor fijner breekt, waardoor lichtere of fijnere sorteringen een lager dichtheid hebben.

Het primaire belang van dichtheid in waterbouwkundige constructies is de invloed op het elementaire gedrag van een steen in water waar het gaat om weerstand tegen verplaatsing. Deze weerstand is weer de voornaamste factor in de stabiliteit van een loskorrelige oeverver-diging tegen waterbeweging. Deze weerstand is evenredig met A.D^i , waarin

A=£lZ^ (xelatieve dichtheid) ;

Pw

—-(nominale diameter)

M i = massa, van het maatgevende steenstuk in het i% (m/m) punt van een massaverde-ling (voor niet te brede sorteringen is gewoonlijk i = 5 0 % (m/m)).

Uit de evenredigheid met A.D^, blijkt het belang van een hogere dichtheid. In het geval van beperking van de keuzevrijheid t o t standaardsorteringen w o r d t een hogere dichtheid optimaal benut wanneer daarmee de noodzaak van een zwaardere sortering, die t o t een veel grotere materiaalbehoefte leidt juist kan w o r d e n vermeden. Als voorbeeld geldt dat een sortering 40¬ 2 0 0 k g met een dichtheid van 2 . 9 0 0 kg/m^ eenzelfde stabiliteit heeft als een sortering 60 - 3 0 0 kg met een dichtheid van 2 . 6 0 0 kg/m^. Toepassing van de 4 0 - 2 0 0 kg leidt echter t o t een ruim 8 % geringere materiaalbehoefte.

De laagdikte bij een sortering op massagrondslag is omgekeerd evenredig met p / * .

Bij toepassing van een lichtere sortering op grond van de hogere dichtheid is de volumebespa-ring nog aanzienlijker. Omgekeerd geldt dat het kiezen van een lage dichtheid voor materiaal, dat beneden de toplaag w o r d t toegepast, t o t een rechtevenredig lagere benodigde hoeveelheid steen in tonnen leidt voor een zeker volume.

Het belang van aandacht voor genoemde dichtheidsaspecten is groot gezien de variatie die in de dichtheid van breuksteen voor kan komen: gewoonlijk 2 . 5 0 0 - 3 . 0 0 0 kg/m^, maximaal ongeveer 2 . 3 0 0 - 3 . 4 0 0 k g / m ^

Dichtheid houdt ook verband met duurzaamheidsaspecten van steenmateriaal. Er geldt een ruwe positieve correlatie tussen de dichtheid en de duurzaamheid (sterkte, weerstand tegen vorst/dooi en zout-kristallisatie). Mede om deze reden w o r d t gewoonlijk een minimum-eis gesteld aan de gemiddelde dichtheid (Nederland 2 . 5 0 0 kg/m^, Duitsland 2 . 3 0 0 kg/m^). Om een grote spreiding in dichtheid te voorkomen kan geëist w o r d e n dat 9 0 % (m/m) van het steenma-teriaal een dichtheid dient te hebben van ten minste de vereiste gemiddelde dichtheid minus

100 kg/m^ (CEN-norm in voorbereiding). De variatie in dichtheid van natuursteen kan groot zijn wanneer meerdere steensoorten in een groeve voorkomen.

De dichtheid kan bij kwaliteitscontrole vanwege gemakkelijke bepaalbaarheid (NEN 5 1 8 6 , EN 1097-7 in voorbereiding) als indirecte proef dienen voor bepaling van kwaliteitsvariatie met betrekking t o t duurzaamheid. De correlatie met de mate van eventuele verwering in een groeve is zeer goed. Verwering kan, afhankelijk van de mate daarvan, de duurzaamheid sterk beïnvloe-den. Deze mate van verwering kan veelal visueel beoordeeld w o r d e n met de gewoonlijk met verwering optredende verkleuring van de steen, bijvoorbeeld bruinkleuring door vrijkomend ijzerverbindingen.

Wateropneming W^,, vergroot de weerstand tegen verplaatsing. De stabiliteitsfactor A.D^ wijzigt daardoor in A'.D^, waarin

p ^ ( l ^ 0 , 0 1 W^^)-p„

Pw

Bij het in rekening brengen van de wateropneming geldt dat de relatie tussen de werkelijke wateropneming van een steenstuk en de resultaten van laboratoriumonderzoek naar de wateropneming slechts speculatief zijn. Dit geldt in bijzonder wanneer het steenmateriaal in de constructie zich niet permanent onder water bevindt.

Het vermogen t o t wateropneming van steen staat in verband met de bestandheid tegen vorst-en dooiwisselingvorst-en (zie 3.1.4) vorst-en zoutkristallisatie (zie 3 . 1 . 5 ) . Indivorst-en de wateropneming bij atmosferische druk (NEN 5 1 8 7 , EN 1097-7 in voorbereiding) beperkt blijft t o t maximaal 0 , 5 % (m/m), dan w o r d e n deze bestandheden voldoende aanwezig geacht zonder verdere beproeving op deze eigenschappen.

3.1.3 Sterkte

Steen in waterbouwkundige constructies w o r d t in de fasen van transport, verwerking en constructief functioneren vooral belast door stoot- en schuifkrachten.

Na selectie van sorteringen uit gesprongen gesteente komen, afhankelijk van de omstandighe-den tussen winplaats en bouwproject, diverse opslag- en overslaghandelingen voor.

Gewoonlijk w o r d t breuksteen in (tussen)depots opgeslagen.

Sorteringen met een nominale bovengrens t o t circa 5 0 k g worden soms via silo's opgeslagen en verladen. Verlading op rollende en drijvende transportmiddelen gebeurt met wielladers, draad- en hydraulische kranen met een poliepgrijper, kranen met een bak, soms via hijsogen aan steen-stukken etc. Dezelfde middelen worden bij het lossen ingezet. Het lossen van auto's en steendumpers door kiepen kan kritische belastingen opleveren.

Voorafgaande aan het in het werk aanbrengen van de steen kan ook sprake zijn van tussenop-slag in droge of natte depots.

Tijdens de levensduur in de constructie kunnen steenstukken belast worden door stoot- en schuifkrachten afhankelijk van de nnate van stabiliteit van de toplaag. Het rollen van het materiaal in dynamisch stabiele constructies veroorzaakt aanzienlijke schuifbelastingen. Sterke abrasie-effecten die daarbij op kunnen treden kunnen ook veroorzaakt worden door slijtage door in golven en stroming meegevoerd fijn steenmateriaal zoals zand en grind.

Uit de hiervoor summier geduide handelingen met en belastingen van breuksteen volgt dat vooral stoot- en dynamische schuifkrachten van belang zijn voor beschouwing van sterkte van de steen. In het algemeen speelt drukbelasting geen of een ondergeschikte rol. Statische en semi-statische drukbelastingen van enige betekenis komen voor bij berijden van het materiaal met bijvoorbeeld een rupskraan of bulldozer van depots. Dit k o m t voor bij sorteringen t o t nominaal 3 0 0 kg. Piekspanningen op steenpunten en -randen kunnen hier vooral t o t enige vergruizing leiden.

Sterkte van natuursteen, in de betekenis van weerstand kunnen bieden aan welke krachten dan ook zonder of met een nog acceptabele destructie, kan slechts beperkt uit de aard van het materiaal verklaard w o r d e n . Veelal spelen zoveel aardaspecten een rol dat het van daaruit modelleren van sterkte niet haalbaar is, wel zijn zeer globale relaties bekend tussen steensoor-ten en sterkte-eigenschappen. Per steenvoorkomen dient de sterkte echter altijd bepaald te w o r d e n .

De eerder genoemde aardaspecten die van invloed zijn op de sterkte van breuksteen zijn onder andere de aard van de mineralen, de wijze waarop de mineralen ten opzichte van elkaar zijn gepositioneerd, de aard van de cementmatrix tussen de mineralen, v o r m en afmetingen van de mineralen, microscheuren aanwezig in het gesteente en geïntroduceerd door het winnings-, produktie- en transportproces etc. Op macro-schaal spelen allerhande discontinuïteiten een rol (zie Bioksterkte).

Hierna w o r d e n de diverse elementaire sterkte-eigenschappen in relatie t o t belastingen en constructief gedrag behandeld.

3.1.3.1 Weerstand tegen breuk

Er bestaan veel proeven voor het meten van de elementaire breuksterkte van steen: statische en dynamische splijtproeven (o.a. rock toughness, fracture toughness, point load, Braziliaanse treksterkte); drukproeven (o.a. druksterkte, verbrijzelingsfactor, 1 0 % fines, aggregate crushing test) en dynamische drukproeven (o.a. aggregate impact value, Los Angeles abrasion, Schlag-zertrümmerung).

De hier bedoelde sterkte van breuksteen betreft de weerstand tegen breuk langs nieuwe breukvlakken. Deze weerstand is van belang voor het afbreken en verbrijzelen van hoeken en randen van steenstukken leidend t o t afronding en enig massaverlies van steenstukken (type 2 breuk).

Bij de keuze van de optimale proef voor het meten van de breuksterkte gelden de volgende overwegingen:

Er bestaan in het algemeen goede correlaties tussen de resultaten van statische en dynamische sterkteproeven voorzover dit geen glasachtig materiaal betreft.

Proeven dit uitgevoerd worden op fijn gebroken materiaal leveren resultaten op die beïnvloed kunnen zijn door de afmetingen van de mineralen in relatie t o t de korrelgrootte (vooral een probleem bij grof-minerale gesteenten zoals bij granieten voorkomen) en door microscheuren die ontstaan zijn door de produktie van het fijne materiaal. Beide factoren maken dat deze proeven minder geschikt zijn voor breuksteen.

In het veld uitvoerbare proeven zijn aantrekkelijk voor snelle en direct ter plaatse te verkrijgen informatie.

Kosten van een proef, mede samenhangend met proefnauwkeurigheid in verband met het aantal te beproeven analysemonsters, zijn mede bepalend voor de keuze van de optimale proef.

Op grond van het hiervoor gestelde en praktische ervaringen met sterkteproeven is voor de CEN-norm (in voorbereiding) voor breuksteen gekozen voor de druksterkte van proefstukken na waterabsorptie (EN 1 9 2 6 Determination of compressive strength). Deze proef w o r d t in Duitsland reeds langer voor waterbouwsteen gebruikt. Het ziet ernaar uit dat de eis voor de gemiddelde druksterkte in de CEN-norm voor waterbouwsteen gelijk zal zijn aan de in Duitsland gebruikelijke eis van minimaal 80 MPa. Dit is een milde eis om zwak gesteente uit te sluiten. In Nederland gebruikelijke breuksteensoorten hebben een druksterkte van ongeveer 2 0 0 MPa (kalksteen) t o t 4 0 0 MPa (basalt).

Ten behoeve van een snelle schatting van de druksterkte kan gebruik gemaakt w o r d e n van de Point load strength test (International Society of Rock Mechanics, 1985). Tevens zou deze proef in de bedrijfscontrole een rol kunnen spelen.

De relatie tussen de druksterkte

[aj

Volgens NEN 5 1 8 0 geldt een eis voor de dynamische verbrijzelingswaarde (NEN 5 1 8 5 ) van ten hoogste 4 0 % . Ook dit is een milde eis, hoewel iets zwaarder dan de minimaal vereiste 8 0 MPa druksterkte, De dynamische verbrijzelingswaarde betreft het resultaat van een gemodificeerde test ter bepaling van de Aggregate Impact Value (BS 8 1 2 ) . De modificatie betreft zeefmaten en afzeven van zeer plat en kubisch materiaal uit het analysemonster teneinde een vormonafhanke-lijk intrinsieke materiaalparameter te verkrijgen.

De elementaire breuksterkte die met proeven zoals de hiervoor genoemde w o r d t bepaald geeft slechts een classificatie van het materiaal. Het werkelijke materiaalverlies en de mate van afronding zijn van zoveel onderscheiden belastingen en randvoorwaarden afhankelijk, dat modellering niet mogelijk is en slechts ervaring daarin inzicht kan geven. Praktische ervaring heeft geleerd, dat sterk gesteente met een druksterkte van 2 0 0 MPa in ongunstige omstandig-heden nog aanzienlijke afronding kan vertonen van fijne en lichte sorteringen.

Voor zware sorteringen is afronding en vooral materiaalverlies in dit verband van veel geringere betekenis.

3 . 1 . 3 . 2 Bioksterkte

Met bioksterkte w o r d t de weerstand van steenstukken tegen uiteenvallen onder invloed van krachten bedoeld (type 1 breuk). Bedoelde krachten zijn in het begin van dit hoofdstuk 3 . 1 . 3 genoemd. Het breken van steenstukken gebeurt vooral langs discontinuïteiten in het steenmate-riaal in de vorm van vlakken met weinig sterkte. Dit kan allerhande verschijnselen betreffen zoals scheuren veroorzaakt door het springproces, aderen, gelaagdheid in sediment- en omvormingsgesteente en breuken die gedurende de geologische wordingsgeschiedenis zijn ontstaan en waarin weer min of meer hechting is ontstaan door bijvoorbeeld mineraalvorming. In hoeverre deze discontinuïteiten in steenstukken voorkomen is visueel beoordeelbaar. Vooral inspringende hoeken, waarbij veelal het verdere verloop van een discontinuïteit zichtbaar is, geeft sterke aanwijzingen voor een beperkte bioksterkte.

Bij beoordeling van discontinuïteiten in steenmateriaal dient rekening gehouden te w o r d e n met het verschijnsel, dat aan de randen van een steenformatie het breukpatroon veelal dichter en anders van configuratie is dan dieper in het steenvoorkomen. Dit beïnvloedt de produceerbaar-heid van zware sorteringen, de breukgevoeligproduceerbaar-heid en de vorm van de steenstukken.

Bioksterkte speelt in het algemeen vooral een rol bij zware sorteringen. Voor lichte en vooral fijne sorteringen geldt immers dat in het breek-zeefproces de discontinuïteiten, vooral de zwakste vlakken, zijn verdwenen door breuk. Het k o m t echter voor dat ook lichte en soms zelfs fijne sorteringen aanzienlijke verfijning kunnen vertonen door een geringe bioksterkte. Dit is afhankelijk van de dichtheid van het discontinuïteitenpatroon, waarbij bijvoorbeeld een schisteus gesteente in dit opzicht zeer ongunstig kan zijn.

Om de relatie met de in 3.1.3.1 behandelde weerstand tegen breuk aan te geven is het verhelderend dat een geringe weerstand tegen breuk een gunstige invloed op de bioksterkte kan hebben. Door verbrijzeling aan het oppervlak door een geringe breuksterkte treedt energieverlies danwel demping van de stoot op, waardoor spanningen in het blok, eventueel leidend t o t breuk, geringer zijn.

De bioksterkte kan gemeten worden door meting van verandering van de massaverdeling bij proefleveringen, door valproeven of door ultrasone metingen.

Er bestaat geen genormaliseerde valproef. In internationaal verband zijn daartoe w e l voorstellen gedaan.

Zware steensorteringen kunnen beproefd worden door bijvoorbeeld 5 0 steenstukken achtereen-volgens te laten vallen over een hoogte van 3 m op een vloer van kubische steenstukken met een massa die minimaal gelijk is aan het te beproeven zwaarste steenstuk. Door wegingen worden de gemiddelde massa van de steenstukken voor en na weging bepaald, en het ontstane schervengehalte.

Lichte sorteringen kunnen op dezelfde wijze op een vloer van zware steenstukken beproefd w o r d e n . Daarbij kunnen per val meerdere steenstukken tegelijk bijvoorbeeld met een wiellader-bak, aan de val onderworpen w o r d e n .

Fijne sorteringen kunnen met een valhoogte van 3 m op een betonnen vloer beproefd w o r d e n . Monsters zoals voor de bepaling van de korrelverdeling vereist zijn kunnen na bepaling van de korrelverdeling in een val per monster op verandering van de korrelverdeling onderzocht w o r d e n . De valhoogte van 3 m is als standaardhoogte gekozen, omdat daarbij de uitvoerbaarheid nog goed mogelijk is en omdat de destructieve invloed daarbij overeenkomt met w a t gemiddeld aan verfijnende invloed bij transport en overslag geacht w o r d t voor te komen.

Bij een vaste valhoogte zijn meetresultaten onderling vergelijkbaar. De valhoogte kan in specifieke gevallen aangepast worden aan de werkelijk optredende belastingen.

Door een vergelijk van de valenergie in de valproef met de werkelijk optredende belastingen kunnen de resultaten van de valproef schattenderwijs geïnterpreteerd worden naar de werkelijk optredende verfijning. Een exacte modellering is in deze niet voorhanden.

De ultrasone meting berust op het principe, dat de snelheid van voortplanten van een in een steenstuk op een bepaald punt geïntroduceerde trilling, afhankelijk is van de aanwezigheid van discontinuïteiten [LCPC 1 9 8 9 ] . In Frankrijk is de proef genormaliseerd.

De relatie tussen de resultaten van deze elementaire gedragsproef en het werkelijke gedrag moet door valproeven of/en vergelijking met werkelijk optredende verfijning vastgesteld w o r d e n . In elk geval is de ultrasone proef een goed classificatiemiddel voor de bioksterkte.

3 . 1 . 3 . 3 Weerstand tegen slijtage

Steenmateriaal in de toplaag van een constructie kan, zoals in het begin van dit hoofdstuk 3 . 1 . 3 is aangegeven, aan aanzienlijke slijtage door abrasie blootgesteld zijn. Dit geldt ook voor de overslag- en transportfase van fijne en lichte sorteringen. In CEN-verband is voor het meten van het elementaire gedrag in deze gekozen voor de natte micro-Devalproef (NFP 1 8 - 5 7 7

( 1 9 7 9 ) , EN 1097-1 Determination of the resistance t o wear, in voorbereiding). In deze proef w o r d t fijn gebroken steenmateriaal samen met stalen kogels en water in een cilindervormig vat gedurende een zekere tijd met een bepaalde snelheid rondgedraaid. Vervolgens w o r d t het verlies aan massa in de vorm van fijn afgesleten materiaal gemeten.

In de CEN-norm voor waterbouwsteen zullen op basis van de bepaalde micro-Devalcoëfficient diverse sterkteklassen onderscheiden w o r d e n . Micro-Devalcoëfficiënten van 5 t o t 4 0 represen-teren zeer slijtvast t o t respectievelijk zeer abrasiegevoelig materiaal.

Voor de relatie tussen het elementaire en het werkelijke (constructieve) gedrag van steenmateri-aal, is het werk van J.-P. Latham [Latham J.-P. 1 9 9 1 ] van belang. Op grond van een soortgelijke proef als de microDeval ontwiksoortgelijkelde hij een degradatiemodel voor steen in w a t e r b o u w k u n d i -ge constructies.

3 . 1 . 4 Weerstand tegen vorst- en dooiwisselingen

In gebieden waar vorst- en dooiwisselingen optreden kan steenmateriaal dientengevolge aangetast worden door verlies aan materiaal en breuk. Diep in constructies en onder water waar geen bevriezing optreedt spelen eisen ten aanzien van deze weerstand geen rol.

Het destructieve principe bestaat uit volumeverandering van water en aannemen van een vaste v o r m bij bevriezing. Bij verhinderde volumevergroting bij bevriezing van water in poriën en (micro)scheuren worden spanningen in het steenmateriaal veroorzaakt, die t o t breuk kunnen leiden. Bij een wateropneming bij atmosferische druk t o t 0 , 5 % (m/m) w o r d t dit gevaar niet aanwezig geacht. Blijkt deze opneming meer dan 0 , 5 % (m/m) te zijn dan w o r d t het materiaal beproefd in een vorst-dooiproef (NEN 5 1 8 4 ) ,

De CEN-proef (EN 1367-1 in voorbereiding) komt in principe overeen met de NEN-beproeving. In de proef worden steenstukken t o t 2 0 k g beproefd. Dit w o r d t gedaan om micro-scheuren en ander discontinuïteiten in steenstukken voorzover die invloed hebben op de vorst-dooigevoelig-heid zoveel mogelijk in de proef te betrekken. Beproeving van zwaardere steenstukken stuit op uitvoeringstechnische bezwaren.

Naar het zich laat aanzien zullen in de CEN-normen voor waterbouwsteen soortgelijke eisen voor eenzelfde aantal proefstukken gelden als in NEN 5 1 8 0 (20 steenstukken, maximaal 1 steenstuk met meer dan 0 , 5 % (m/m) materiaalverlies).

Over de relatie tussen de proefresultaten en het werkelijke (constructieve) gedrag is niet veel meer bekend dan algemene beoordelingen zoals "geen ervaren problemen bij voldoen aan de eisen". Dit lijkt ook aannemelijk te zijn indien men de vorst-dooiproef beschouwd als een proefmodel voor de werkelijkheid. Toch worden incidenteel slechte ervaringen genoemd bij voldoen aan degelijk geachte beproevingseisen.

3.1.5 Weerstand tegen zoutkristallisatie

Soortgelijk als bij bevriezing van water kunnen in steen spanningen ontstaan door kristallisatie van zout in poriën en scheurtjes. Dit gevaar dreigt in warme klimaten en blootstelling aan zout water. Door herhalende absorptie en verdamping nabij de waterlijn kan het destructieve gevolg optreden, dat vooral afronding van blokken t o t gevolg heeft.

Als proefmethode komt vooral de magnesium sulhate soundness test in aanmerking (BS 6 3 4 9 , EN 1 3 6 7 - 2 in voorbereiding).

In [CUR/CIRIA 1 9 9 1 ] w o r d t om soortgelijke redenen als voor de vries-dooiproef het beproeven van zo grof mogelijke steenstukken voorgesteld. Met de BS-proef is onderzoek van de fractie 6 3 - 1 2 5 mm mogelijk. De CEN-proef gaat uit van de fractie 10-14 m m .

De proef is voor bepaalde steensoorten zoals sommige kalksteensoorten, magnesiumbevattende steen en steen bestaande uit cryptokristallijn kwarts niet geschikt.

In de literatuur komen eisen ten aanzien van het maximaal verlies in de proef voor van 12 t o t 1 8 % . Ook hier geldt dat geen exacte modellen bestaan voor de relatie tussen proefresultaat en werkelijk gedrag.

3 . 1 . 6 Zonnebrand en andere verweringsverschijnselen

Zonnebrand is een verweringsverschijnsel dat in jonge alkaline basaltsoorten w o r d t waargeno-men. Bij vrijkomen van het materiaal uit de rotsformatie onderscheidt basalt met zonnebrand zich niet van " g e z o n d " materiaal. Door inwerking van de atmosferische omstandigheden ontstaan echter lichtgrijze stervormige vlekjes van waaruit zich haarscheuren ontwikkelen. Binnen enkele maanden t o t na tientallen jaren leidt dit t o t verzwakking en verbrokkeling van het gesteente. Soms openbaart zich het verschijnsel, kort na het vrijkomen van de basalt, in uiteenvallen van steenstukken in enkele brokken.

Het verschijnsel w o r d t toegeschreven aan mineralogische omzettingen tijdens de wordingsge-schiedenis van het gesteente waardoor inwendige spanningen zijn ontstaan. Ook w o r d t de aanwezigheid van zwellende klei als oorzaak aangewezen.

Beproeving vindt plaats met een kookproef (NEN 5 1 8 8 , overeenkomend met EN 1 3 6 7 - 3 in voorbereiding). Op grond van ervaring w o r d t er vanuit gegaan, dat de proef een pessimistisch beeld van het werkelijk gedrag geeft, althans wanneer verondersteld w o r d t dat zonnebrandver-schijnselen t o t uiteenvallen zal leiden, In werkelijkheid kan het verweringsproces soms traag verlopen en volgens sommigen in uitzonderlijke gevallen zelfs geheel niet t o t ontwikkeling komen. Dit laatste w o r d t , alhoewel niet bewezen, algemeen verondersteld bij toepassing van basalt met zonnebrand onder water.

Behalve vorst- en dooiwisselingen, zoutkristallisatie en zonnebrand kunnen zwellende kleiminera-len t o t destructie van steen leiden. Het verschijnsel is bekend van mijnsteen maar ook andere vooral schisteuse gesteenten kunnen daardoor een beperkte levensduur hebben bij blootstelling aan atmosferische condities, waarbij wisselend drogen en bevochtigen optreedt.

De methyleenblauwabsorptieproef biedt een mogelijkheid het gehalte aan actieve kleimineralen in het gesteente te bepalen. Er bestaan diverse proeven die gebruikt kunnen w o r d e n voor deze vorm van onbestendigheid. Deze proeven zijn gericht op wisselend drogen en bevochtigen of op abrasie bij aanwezigheid van water. Het is bekend dat de natte micro-Devalproef correlatie vertoond met resultaten van de methyleenblauwproef.

Een kookproef zoals die welke gebruikt w o r d t voor zonnebrandverschijnselen kan goed gebruikt worden om de beperkte duurzaamheid tengevolge van kleimineralen vast te stellen. Door het koken w o r d t een effectieve bevochtiging bereikt. Tezamen met een snelle droging bij 1 1 0 ° C leidt dit t o t een proef waarbij het zwellend vermogen van sommige kleimineralen maximaal w o r d t aangesproken. Eventueel kan de kookproef worden herhaald.

3 . 1 . 7 Uitloging

Natuurlijke gesteenten kunnen bij uitzondering bezwaren oproepen in verband met uitloging van schadelijke s t o f f e n . Dit gevaar is in het algemeen groter bij secundaire materialen. Regelgeving richt zich vooral op uitloging van stoffen en daarnaast op samenstelling. In Nederland is in deze de (verwachte) in werking treding van het Bouwstoffenbesluit van belang. Volgens dit besluit

Gewoonlijk zal breuksteen in de categorie-1 materiaal van het Bouwstoffenbesluit vallen. Er gelden daarmee geen toepassingsbeperkingen. Wel dient het materiaal volgens dit besluit na functieverlies van de constructie verwijderd te w o r d e n .

Hier w o r d t verder slechts verwezen naar de vele literatuur, voorlichting en cursussen die in verband hiermee gegeven zijn en nog zullen volgen.

Wereldwijd groeit de aandacht voor effecten van b o u w e n op het milieu. Regelgeving komt nu versneld t o t ontwikkeling, In CEN-verband w o r d t dit op het gebied van bouwmaterialen ook beoordeeld. Het is nu nog niet duidelijk wanneer Europesche regelgeving beschikbaar zal zijn en in hoeverre het Bouwstoffenbesluit hierin terug te vinden zal zijn,

3 . 1 . 8 Kleur

Soms is de kleur van steen voor waterbouwkundige constructies van belang. Voorbeelden waar dit het geval is zijn cultuurhistorisch van belang zijnde dijken waarbij onderhoud met het vooral qua kleur en vorm oorspronkelijke gesteente dient plaats te vinden, oeverconstructies in stedelijke gebieden en parken en onderhoudswerken waar men geen "lappendekeneffekt" door kleurverschillen w i l laten ontstaan.

Het meest gericht werken hier eisen volgens welke slechts (een) bepaalde groeve(n) of groevedeel voor levering in aanmerking komt. Eventueel kan ook met representatieve steenmon-sters als kleurenstaal gewerkt w o r d e n . Er dient rekening gehouden te w o r d e n met een natuurlijke kleurvariatie zoals in een groeve voor kan komen en met kleurveranderingen in de constructie. Het laatste betreft eigenlijke kleurverandering van de steen zoals bij (kolen)kalk-steen v o o r k o m t en door verandering van kleur door slib en aangroei.

3.1.9 Sorteringen

Steen voor waterbouwkundige constructies w o r d t gewoonlijk in een op massa of zeefmaten gesorteerde vorm toegepast.

De volgende overwegingen gelden ten aanzien van het meer of minder nauw sorteren van steenmaterialen:

Een nauwer gesorteerd materiaal vertoont door geringer gevoeligheid voor ontmenging of door toeval minder snel maatgevende relatief fijne of grove (c.q. lichte of zware) plekken in de top of filterlaag. Nauw gesorteerd materiaal, dat dienaangaande aan zekere eisen voldoet, kan met betrekking t o t stabiliteit (stroming, golven) ontwerpkundig door één parameter de D^go , gerepresenteerd w o r d e n .

N a u w gesorteerd materiaal heeft een relatief grote waterdoorlatendheid en holle ruimte. Het laatstgenoemde beperkt de benodigde hoeveelheid steen voor een zeker volume. Breed gesorteerd of ongesorteerd materiaal kost minder geld door geringer produktiekos-t e n .

Breed gesorteerd materiaal kan, mits niet ontmengd het aantal benodigde filterlagen beperken.

Breed gesorteerd materiaal, mits niet ontmengd, kan met betrekking t o t stabiliteit door een hogere D^-waarde dan D^go gerepresenteerd w o r d e n , mits de laag voldoende dik is o m verlies aan fijn c q . licht materiaal op te kunnen vangen.

Breed gesorteerd materiaal leidt t o t een geringer benodigd volume aan ballastmateriaal o f w e l een groter benodigde massa bij toepassing als vulmateriaal.

Volgens zekere ervaringen en opvattingen zou een relatief brede sortering een relatief gunstige stabiliteit hebben in vergelijking met zeer nauw gesorteerd materiaal. Hierbij zouden inbedding van zwaardere steenstukken door lichtere een rol spelen (interne stabiliteit) en bescherming tegen uitspoelen van lichtere steenstukken door de zwaarde-re.

Standaard steensorteringen zijn gegeven voor natuursteen (NEN 5 1 8 0 ) . De in NEN 5 1 8 0 genoemde liclite en zware sorteringen worden opgenomen in de Euronorm voor w a t e r b o u w -steen. De eisen aan deze sorteringen volgens de Euronorm zullen slechts weinig afwijken van die volgens NEN 5 1 8 0 .

Ook de 3 grofste fijne sorteringen zullen, zij het met nauwere eisen voor de korrelverdeling en onder een andere aanduiding, in de Euronorm opgenomen w o r d e n . Deze norm zal bovendien enkele brede fijne en lichte sorteringen als standaardsorteringen geven.

Ontwerpkundig worden diverse parameters afgeleid uit de korrel- en massaverdeling van gedefinieerde sorteringen. Hierbij is veelal conversie vereist van massa (M) naar zeefmaat (D) en vice versa. Als relatie tussen beide grootheden geldt M = 0 , 6 . p, . , waarin p, = dichtheid van het steenmateriaal. De in stabiliteitsformules gehanteerde nominale steendiameter D„ is gedefinieerd als D^ = (M/p,)"^.

Uit een en ander volgt DJD = 0 , 8 4 .

Toevoeging van een getalwaarde t o t 100 aan de grootheden M, D^, en D, leidend t o t bijvoor-beeld de symbolen M 5 0 , D,,BO en Dgo maakt duidelijk dat een en ander betrekking heeft op de massa van een zodanig steenstuk dat 5 0 % van de totale massa bestaat uit steenstukken met een geringere massa dan Mgo.

Rekening houdend met de gegeven conversie tussen massa en dichtheid en gegeven de standaardsorteringen volgens NEN 5 1 8 0 kunnen de ontwerpkundig relevante kengetallen volgens tabel 1 gegeven worden.

Hierbij zijn de MgQ-waarden per standaardsortering berekend uit de massaverdelingen die op grond van gestelde eisen en praktische ervaring als lichtste en zwaarste sortering gelden. De verhouding tussen Mgo en de gemiddelde massa van de steenstukken exclusief scherven M varieert tussen 1,3 voor de lichtste lichte sorteringen t o t 1,05 voor 1.000-3.OOOkg. Van zwaardere sorteringen zijn beide waarden ongeveer gelijk.

De sorteringseisen van massaverdelingen omvatten een eis voor de gemiddelde massa M en niet voor MBO- Dit is gedaan om een gemakkelijker controle mogelijk te maken. Vooral door w e g i n g in bulk en tellen van steenstukken is een eenvoudige controle op M mogelijk.

De dikte d en massa m van de laag zijn berekend op grond van een dichtheid van het steenma-teriaal van 2 . 7 0 0 k g / m ^ , een laagdikte van 1,5 Dgg en een holle ruimte n = 3 8 % .

De massa m volgt uit:

Bij de resultaten van tabel 1 gelden de hierna volgende opmerkingen. Er is voor alle sorteringen uitgegaan van het voldoen aan de eisen op het moment van aanvoer. Voor verfijning door overslag, opslag en verwerking na dit moment dienen eventueel correcties toegepast te w o r d e n . Een laagdikte van 1,5 D^Q is in de praktijk gebleken een goede maat te zijn om een samenhan-gende laag te verkrijgen met een relatief breed gesorteerde 1 0 - 6 0 k g . In principe is voor een bredere sortering een grotere laagdikte vereist om overal genoemde samenhang te kunnen verkrijgen.

Om praktische redenen die vooral met de wijze van aanbrengen en dientengevolge homogeniteit van de laagdikte samenhangen kan een minimale ontwerp-laagdikte vereist zijn die groter is dan de kleinste in de tabel genoemde waarden. Ook het gevaar van verstoring van de laag door betreding speelt een rol. Er w o r d t wel een minimale laagdikte van ongeveer 0,25 m

aangehou-3

(l-n) = 1 , 7 8 ( l - 7 i ) \ / W 5 o - p / m = 1 , 5 - D s o (1-n) p^ = 1 , 5

s o r t e r i n g

[m]

[kg]

[m]

l a a g

_Dss

[m]

[m]

gem.

s o r t e r i n g

[m]

[kg]

[m]

d i k t e

d

[m]

massa

m

Dss

[m]

[m]

gem.

30/60 mm

0,040

-0,050

0,10 - 0 , 2 0

0,034-0,042

0,07

120

0,061 -0,048

0,039

-0,028

1,64

40/100 mm

0,063

-0,090

0,4 - 1,2

0,053

-0,075

0,12

200

0,118 -0,086

0,067

-0,038

2,01

50/150 mm

0,090

-0,125

1,2 - 3,1

0,075

-0,110

0,17

300

0,173 -0,125

0,096

-0,054

2,06

80/200 mm

0,125 -0,180

3,1 - 9,3

0,11 -0,15

0,24

400

0,226

-0,169

0,136 -0,075

1,96

5- 40

kg

0,20 -0,25

13 - 26

0,17 -0,21

0,35

600

0,33 -0,28

0,20 -0,16

1,70

10- 60

kg

0,25 -0,31

26 - 46

0,21 -0,26

0,42

700

0,36 -0,32

0,25 -0,20

1,52

40- 200

kg

0,38 -0,44

90 - 140

0,32 -0,37

0,60

1000

0,54 -0,48

0,37 -0,31

1,50

60- 300

kg

0,45 -0,52

150 - 220

0,38 -0,43

0,72

1200

0,61 -0,55

0,43 -0,36

1,47

300- 1000

kg

0,72 -0,78

595 - 760

0,60 -0,66

1,12

1875

0,92 -0,83

0,66 -0,60

1,39

1000- 3000

kg

1,04 -1,11

1800 -2200

0,87 -0,93

1,61

2700

1,31 -1,20

0,97 -0,88

1,36

3000- 6000 kg

1,37 -1,43

4200 -4800

1,15 -1,20

2,10

3500

1,64 -1,51

1,32 -1,26

1,22

6000-10000 kg

1,66 -1,73

7500 -8500

1,39 -1,45

2,54

4250

1,95 -1,80

1,63 -1,57

1,17

K e n g e t a l l e n van s t a n d a a r d b r e u k s t e e n s o r t e r i n g e n .

Tabel 1

3 . 1 . 1 0 V o r m van de steenstukken

Aan de v o r m van steenstukken kunnen 3 aspecten onderscheiden w o r d e n : de mate van platheid (a), de afgerondheid (b) en de oppervlakteruwheid (c). Deze aspecten hebben betekenis voor de volgende elementaire gedrags- en constructie-eigenschappen:

overslag en plaatsen (a); platte steenstukken geven meer problemen; bioksterkte (a); platte stukken breken gemakkelijker;

laagdikte en stabiliteit, afhankelijk van de plaatsingsmethode (a,b); holle ruimte n (b); ronder steenstukken leiden t o t een groter n;

hoek van inwendige wrijving {ip) (a,b,c); ruwer en hoekiger steen leidt t o t een grote (p-waarde en de invloed van platheid is afhankelijk van de plaatsingswijze (zie [7] 5 . 5 . 3 . 4 ) .

3 . 1 . 1 0 . 1 Platte steenstukken

De geometrie van steenstukken kan in lengte, dikte en breedte onderscheiden w o r d e n . Praktische meetmethoden en eisen gericht op de resultaten daarvan zijn slechts mogelijk ten aanzien van lengte en dikte. Het onderscheidend criterium voor platte steenstukken is een grotere lengte-dikte verhouding dan 3. Ditzelfde criterium w o r d t gebruikt voor steenslag in Europesche regelgeving. Het gehalte platte stukken berekend op de totale onderzochte massa w o r d t daarin de shape-index genoemd. Voor steenslag bestaat nog een tweede mogelijkheid om de v o r m van steenstukken te karakteriseren. Deze bestaat uit de relatie tussen het gehalte dat een spijlenzeef passeert van fracties die op een ongeveer 1,6 maal grotere vierkante zeefope-ning blijft liggen (flakiness index).

Platte stukken breuksteen volgens genoemd criterium kunnen zowel steenstukken met een grote breedte (platen door schistositeit of gelaagdheid) als langwerpige steenstukken betreffen (bijvoorbeeld lange basaltzuilen).

NEN 5 1 8 0 geeft een eis van maximaal 2 0 % (m/m) platte steenstukken. De Europesche norm voor waterbouwsteen zal naar verwachting een meer gedifferentieerde eisstelling laten zien. Dit hangt samen met grotere beïnvloedbaarheid van de vorm van visueel geselecteerde sorteringen en het in het algemeen zeer kubisch zijn van grover c.q. zwaardere sorteringen.

Van zware sorteringen is de gemiddelde waarde van lengte:dikte ongeveer 2 . Van fijne sorteringen mijnsteen en sommige andere natuursteensoorten die in dunnere gelaagdheid voorkomen is de gemiddelde lente;dikteverhouding ongeveer 3. Voor fijne sorteringen overeen-komstig NEN 2 5 8 0 is een gemiddelde dikte:zeefmaatverhouding vastgesteld van ongeveer 0 , 7 5 bij een gemiddelde lengte:dikteverhouding van 2 , 2 .

Op grond van genoemde relaties en de in 3.1.9 gegeven relatie tussen zeefmaat en massa zouden relaties tussen dikte en massa en lengte en massa afgeleid kunnen w o r d e n . Dergelijke relaties hebben een gebrekkige bruikbaarheid, omdat de betrouwbaarheid beperkt is door grote variatiecoëfficiënten van de dikte (10 t o t 2 0 % ) en de lengte (8 t o t 13%)) geldend voor steenstukken met eenzelfde massa.

3 . 1 . 1 0 . 2 Rondheid

In de Europesche norm voor breuksteen zal een eis opgenomen zijn voor eventuele beperking van het gehalte ronde steenstukken. Het onderscheidend criterium betreft een visueel beoor-deeld voorkomen per steenstuk van minder dan 5 0 % gebroken oppervlakte ("ongebroken steenstuk"). Dit criterium w o r d t ook gehanteerd in de Euronorm in voorbereiding voor steenslag (EN 9 3 3 - 8 ) . Voor waterbouwsteen zal naar verwachting voor hoekig materiaal een eis gelden van maximaal 5 % (aantal) ongebroken steenstukken.

3 . 1 . 1 1 Verontreinigingen

Breuksteen kan verontreinigd zijn met van buiten komende stoffen die onwenselijk zijn in verband met de constructieve toepassing of om milieutechnische redenen. Voorbeelden van verontreinigingen zijn hout en metaaldelen, ongeschikt materiaal uit de deklaag van de steenfor-matie, schadelijke stoffen door dumping van afval op de steenformatie.

Gewoonlijk roepen verontreinigingen in voornoemde betekenis zelden problemen op. Wel is bekend dat soms instabiel materiaal van de deklaag in de breuksteen terecht komt wanneer dit materiaal slechts door springen verwijderd kan w o r d e n . Als voorbeeld geldt een "gidslaag" op kalksteen bestaande uit steenmateriaal, dat niet bestand is tegen vocht.

Steenstukken van sorteringen, die gebruikt worden voor penetratie met een cement - of bitumineuze mortel, mogen niet met klei of leem bedekt zijn omdat dit de gewenste hechting met de mortel bedreigt. Deze verontreiniging kan vooral in een nat jaargetijde gemakkelijk optreden.

In de NEN-norm voor breuksteen zijn voor beide vormen van verontreiniging min of meer subjectieve bepalingen opgenomen. Dit zal ook in de CEN-norm voor w a t e r b o u w s t e e n het geval zijn.

De milieutechnische eisen worden door het Bouwstoffenbesluit exact gepreciseerd. Ook in CEN-verband w o r d t aan dergelijke regelgeving gewerkt.

3.2 Overige natuurlijke en samengestelde materialen

In dit hoofdstukje w o r d t kort enige aandacht besteed aan de primaire materialen natuursteen-blokken en -zuilen, steenslag en grind, en de samengestelde bouwelementen betonnatuursteen-blokken en schanskorven.

3.2.1 Zetsteen

In het verleden zijn grote hoeveelheden natuursteenelementen in toplagen van oever- en kustbeschermingsconstructies toegepast. Het ging hierbij om behakte blokken en basaltzuilen. De blokken betroffen vooral kalksteen uit België en in veel mindere mate graniet.

Ingevolge van de arbeidsintensiviteit van de produktie en de sterke loonstijgingen in West-Europa worden deze tegenwoordig dure bouwelementen nog slechts beperkt toegepast. Bovendien zijn nog beschikbare voorraden regelmatig gevormde basaltzuilen in steengroeven (Westerwald) gering. Argumenten voor het toepassen, afgezien van hergebruik, van natuur-steenelementen zijn esthetica en reparatie. Bij reconstructie vrijkomende natuurnatuur-steenelementen worden als zodanig weer hergebruikt of bij kwaliteitsverlies als breuksteen toegepast. Enkele, deels verouderde normen [1,2] kunnen benut worden bij het formuleren van kwaliteitsbepalin-gen.

3 . 2 . 2 Steenslag

Steenslag is fijn gebroken natuursteen uit steengroeven of grind (kiezelslag) met nominale maten t o t ongeveer 63 m m . Door een terughoudend beleid in Nederland en de ons omringende landen ten aanzien van de exploitatie van grindvoorkomens in de (land)bodem neemt het gebruik van steenslag uit steengroeven toe.

Steenslag w o r d t in waterbouwkundige constructies loskorrelig vooral toegepast als filter- en basislaag en als inwasmateriaal voor steenzettingen. Voor het afleiden van eisen die voor zekere toepassingen aan het materiaal gesteld moeten worden dient in principe een functie-analyse gemaakt te worden en dienen de vereiste materiaaleigenschappen uit dientengevolge vereiste constructief gedrag afgeleid te w o r d e n . Hierbij kan ten dele gebruik gemaakt worden van hetgeen voor breuksteen is gezegd (3.1). Gezien de voornaamste loskorrelige toepassingen van steenslag is een kritische afleiding van de korrelverdelingseisen vooral van belang.

W a t sterkte betreft is het voordeel van steenslag dat relevante discontinuïteiten in het steenmateriaal zijn weggebroken.

Vanwege de voornaamste belastingen op steenslag en de nadeligheid van het genereren van fijn materiaal door abrasie is aandacht voor de micro-Devalwaarde vooral van belang.

Voor steenslag voor waterbouwkundige toepassingen bestaan geen afzonderlijke normen. In Nederland bestaat ook geen NEN-norm voor steenslag. In CEN-verband w o r d t een norm voor steenslag (inclusief secundaire materialen) voor ongebonden toepassingen voorbereid. De volgende informatiebronnen bestaan voor steenslag:

Duitse steenslagnorm [ 3 ] .

In deze norm worden "Splitt" (0/5 m m , 5/11 m m , 1 1 / 2 2 m m en 2 2 / 3 2 m m ) , "Edelsplitt" (2/5 m m , 5/8 m m , 8/11 m m , 1 1 / 1 6 mm en 1 6 / 2 2 mm) en "Schotter" ( 3 2 / 4 5 m m en 4 5 / 5 6 mm) onderscheiden. Aan "Edelsplitt" w o r d e n strengere eisen gesteld ten aanzien van korrelverdeling en duurzaamheid.

Belgische steenslagnorm [ 4 ] .

Deze norm geeft de volgende nominale sorteringen: 2/4 m m , 2/7 m m . 4 / 7 m m , 7 / 1 0 m m , 7 / 1 4 m m , 7 / 2 0 m m , 1 0 / 1 4 m m , 14/20 m m , 2 0 / 3 2 m m , 2 0 / 4 0 m m , 3 2 / 4 0 m m en 4 0 / 5 6 m m .

CUR-aanbevelingen [ 5 ] .

Deze aanbevelingen geven eisen voor steenslag als toeslagmateriaal voor beton.

Standaard RAW bepalingen [ 6 ] , steenslag (kiezelslag) voor bitumineuze mengsels ( 3 1 . 2 6 . 0 1 ) .

Hierbij zij opgemerkt dat diverse eisen in deze voorschriften niet relevant zijn voor loskorrelige waterbouwkundige toepassingen.

De gegeven sorteringen betreffen smalle produktiematen. Bredere sorteringen kunnen door samenstelling verkregen en als zodanig gedefinieerd w o r d e n .

3 . 2 . 3 Grind

Grind dat in Nederland w o r d t toegepast is vooral afkomstig uit de stroomgebieden van de Maas (Limburg, België) en de Rijn in Duitsland. Restricties ten aanzien van winning uit genoemde gebieden hebben de belangstelling voor grind van de Noordzee door groeien (aanlanding in Vlissingen).

Grind is een afbraakprodukt van steenformaties, hetgeen verklaarbaar maakt dat grind een sterk en duurzaam materiaal is.

Omdat grind voornamelijk uit afgeronde korrels bestaat is de stabiliteit (evenwichtsdraagvermo-gen in afhankelijkheid van de hoek van inwendige wrijving) vooral van smal gesorteerd materiaal nogal beperkt. Dit kan vooral op steilere taluds bezwaren oproepen bij toepassing onder een gezette glooiing in verband met slechte begaanbaarheid zonder materiaalverplaatsing bij het aanbrengen van de glooiing en mogelijk kanteling van de zetsteen na het plaatsen.

Grind is in Nederland in vele sorteringen verkrijgbaar t o t grof materiaal met maten t o t ongeveer 2 0 0 m m . Hierbij zij opgemerkt dat de verkrijgbaarheid van zeer grof grind door

winningsbeper-3 . 2 . 4 Schanskorven

Schanskorven of gabions zijn doos- of matvormige verstevigde gaasconstructies, gevuld nnet steenmateriaal [ 7 ] , hoofdstuk 3 . 6 , 1 0 . 1 . Als producent van de gaaselementen geldt momenteel nog slechts één producent (Maccaferri). Hier w o r d t slechts gewezen op enkele bijzondere aandachtspunten voor de toepassing van schanskorven.

Allereerst betreft dit het vulmateriaal van de schanskorven voorzover het de sortering betreft. Enerzijds geldt de grootte van de gaasmaat een begrenzing voor de fijne kant van de sortering omdat anders ontoelaatbaar materiaalverlies optreedt. Aan de grove zijde worden beperkingen opgelegd door de afmetingen van de gaasconstructie die de grofste korrelmaat begrenst. Dit leidt vooral voor de dunne matconstructies t o t de behoefte aan smalle sorteringen met een geringe fractie fijn materiaal. Belangen van de producent van de schanskorven (weinig massa per korf dus geen kleine maasopeningen) en de steenproducent (geen zodanig smalle sorterin-gen dat de produktiecapaciteit zeer gering wordt) zijn hier strijdig met elkaar, met eventueel nadelige gevolgen voor de gebruiker.

Mede o m voornoemde redenen bestaan er op een uitzondering na geen genormaliseerde sorteringen voor schanskorven en worden deze in CEN-verband nu ook niet o n t w i k k e l d . In België bestaat slechts een sortering 2 / 1 0 kg die voor schanskorven maar niet voor de matten toepasbaar is.

Een tweede aandachtspunt voor in bijzonder de matconstructies betreft de wijze van vullen. De schanskorven dienen met een dichte pakking goed gevuld te zijn zodat de steen goed opgesloten is na het bevestigen van de bovenzijde van de korf. In bijzonder bij matconstructies levert dit een probleem op vanwege de gemechaniseerde werkwijze waardoor niet goed aan genoemde voorwaarden voldaan kan w o r d e n . Als gevolg daarvan kan steen in matconstructies los komen te liggen en kan materiaal uitzakken waardoor aan de bovenzijde de steenvulling kan verdwijnen. Dit gevaar treedt eerder op bij rond en plat materiaal vanwege een geringe samenhang of hoek van inwendige wrijving in het materiaal.

3.2.5 Betonelementen

Cementbeton w o r d t in waterbouwkundige constructies in allerhande afmetingen en vormen; als losse elementen ([7] 3.6.8) of in matconstructies ([7] 3 , 6 . 1 0 , 3 ) toegepast. Basaltzuilen zijn daarbij door betonzuilen verdrongen.

Voor kwaliteitseisen en kwaliteitscontrole is regelgeving van belang, In Nederland is de volgende informatie van belang:

Voor met KOMO-certificaat te leveren betonelementen NEN 7 0 2 4 [ 8 ] .

Standaardbesteksbepalingen voor betonblokkenmatten en kunststoffilterdoek, en voor betonelementen [ 1 1 ] .

Bijzondere aandacht vraagt bij betonelementen het aspect van bijzondere toeslagmaterialen. Deze materialen w o r d e n gebruikt om bijvoorbeeld een duurzaam of stroef oppervlak te verkrijgen, of om een hogere dichtheid te bewerkstelligen. Voor het laatste zijn allerhande materialen gebruikt zoals basalt, koperslakken en staalslakken

Grove toeslagmaterialen met een hoge dichtheid vereisen een optimaal mengselontwerp om segregatie in de beton te voorkomen en aandacht voor andere specifieke hoedanigheden zoals de mate van bestendigheid van staalslakken, waarvan de mate van beperking van de duurzam-heid van de betonelementen afhankelijk is (zie ook "Staalslakken" 3 . 3 , 2 , 1 ) .

Ook milieutechnische aspecten kunnen, gelet op het Bouwstoffenbesluit, beperkingen in de bruikbaarheid van toeslagmaterialen in beton veroorzaken. Dit geldt met name voor koperslak-ken.

3.3 Secundaire materialen

Het Nederlandse overheidsbeleid ten aanzien van secundaire b o u w s t o f f e n kent diverse doelen waarvan de voornaamste hierna genoemd w o r d e n .

Allereerst w o r d t preventie van afval nagestreefd. Bij het ontwerpen van waterbouwkundige constructies dient dan ook rekening gehouden te w o r d e n met de hergebruiksfase. Dit betreft aspecten zoals selectief slopen en herbruikbaarheid van de vrijkomende materialen.

Het toepassen van secundaire grondstoffen, mits milieutechnisch verantwoord. Dit laatste is geregeld in het Bouwstoffenbesluit dat gericht is op milieuhygiënische randvoorwaarden voor de toepassing van b o u w s t o f f e n op de bodem en in water.

Verder geeft het beleid aan dat b o u w s t o f f e n zo hoogwaardig mogelijk hergebruikt dienen te w o r d e n . Dit houdt bijvoorbeeld in dat fosforslakken niet als vul- of ophoogmaterial gebruikt w o r d t maar als toeslagmateriaal in beton of als materiaal in een filterlaag of toplaag.

Bij dit beleid staat het zuinig zijn met oppervlaktedelfstoffen en het zeker stellen van de bouwstoffenvoorziening voorop. Hierbij w e r k t ook het Bouwstoffenbesluit stimulerend, waarin verwijdering van b o u w s t o f f e n verplicht gesteld w o r d t nadat een constructie(onderdeel) zijn functie verloren heeft.

Hierna w o r d t beknopt aandacht besteed aan kwaliteitsaspecten en toepassingsmogelijkheden van enkele steenachtige secundaire materialen.

3.3.1 Mijnsteen

Mijnsteen komt vrij bij de winning van steenkool. In Nederland toegepaste mijnsteen is afkomstig uit lopende produkties in Duitsland en van oude steenbergen waarin de mijnsteen is opgeslagen. Soms w o r d t uit oude mijnsteenbergen kool gewonnen. Daarbij vrijkomende mijnsteen die gewassen en goed gesorteerd is w o r d t als b o u w s t o f voor onder andere de w a t e r b o u w aangeboden. Dit laatste geldt voor nog grote hoeveelheden mijnsteen in Zuid-Limburg (30 miljoen t o n ) . Deze mijnsteen was aanleiding om t o t certificering van mijnsteen over te gaan [ 1 2 ] , hetgeen binnenkort voor de Limburgse mijnsteen naar verwachting geëffectueerd zal zijn.

Mijnsteen is, w a t verdere regelgeving betreft, nu ook opgenomen in de standaard RAW-Besteksbepalingen ( 1 9 9 5 Kust- en Oeverwerken, hoofdstuk 52).

W a t technische eigenschappen betreft ligt vergelijking met breuksteen voor de hand ook al is het materiaal in velerlei opzicht niet zo hoogwaardig bruikbaar. Achtereenvolgens w o r d e n de eigenschappen belicht zoals in hoofdstuk 3.1 voor breuksteen is gedaan.

De dichtheid van mijnsteen varieert tussen 2 . 4 0 0 en 2 . 6 0 0 kg/m^ en de wateropneming bij atmosferische druk tussen 1 en 4 % .

De elementaire sterkte van onverweerde mijnsteen is betrekkelijk goed. Echter door verwerings-gevoeligheid en gelaagdheid treedt gemakkelijk verfijning op. Tussen produktieplaats en aanvoer op een w e r k kunnen korrelverdelingen dientengevolge grote verschillen vertonen.

Zwarte (ongebrande) mijnsteen is niet bestand tegen vorst- en dooiwisselingen.

Mijnsteen verweert bij blootstelling aan weer en w i n d , tengevolge van wisselend drogen en bevochtigen, t o t plaatvormige delen waarvan de zeefmaat overwegend groter is dan 2 m m . Onder water of diep in een droog depot treedt geen uiteenvallen op.

Milieutechnisch kan mijnsteen in categorie 1 van het Bouwstoffenbesluit vallen. Laagdikte en herkomst zijn hierin bepalend. Mijnsteen in bestaande bergen heeft een hoger sulfaatgehalte dan mijnsteen uit lopende produkties, Omdat in de IPO-interimregeling de eis ten aanzien van dit gehalte strenger is dan volgens het Bouwstoffenbesluit, kan dit tijdelijk belemmerend voor

Mijnsteen w o r d t soms in diverse sorteringen geproduceerd. Dit w o r d t deels weer teniet gedaan door verfijning. Als te leveren sorteringen zijn 2 standaardsorteringen gedefinieerd: 0 / 7 0 m m en 1 0 / 1 2 5 m m . De Dgg-, D^Q- en Dig-waarden van deze sorteringen zijn respectievelijk r u w w e g 6 0 , 16, 3 m m en 1 0 0 , 6 0 , 10 m m .

De vorm van de steenstukken is plat (lengte/dikteverhouding gemiddeld ca. 3) en enigszins afgerond.

Mijnsteen is toepasbaar in perskaden, dammen en drempels en als aanvulmateriaal. Het is veel toegepast als een tussenlaag op zand in glooiingsconstructies. Mijnsteen is onder water toepasbaar in een laag ter bestrijding van zanderosie en als filterlaag in een bodemverdediging.

3 . 3 . 2 Slakken

In het verleden zijn allerhande slakkensoorten als bijprodukten van metallurgische processen in de w a t e r b o u w toegepast. De veelal hoge dichtheid van het materiaal en goede wrijvingseigen-schappen door hoekigheid waren daarbij in bijzonder aantrekkelijk. Door wegvallen van produkties (molybdeen- en silicomangaanslakken) of om milieutechnische redenen (loodslakken, koperslakken, staalslakken van edelstaalbereiding) worden diverse soorten slakken niet meer toegepast. Ook de uit koperslak bereiden koperslakblokken w o r d e n niet meer vervaardigd. Hergebruik van deze zeer duurzame blokken komt wel voor.

Voor toepassing in de w a t e r b o u w komen tegenwoordig nog staalslakken (LD-slakken en electro-ovenslakken uit de bereiding van ongelegeerd koolstofstaai) en fosforslakken nog in aanmerking. Hoogovenslakken zouden toegepast kunnen w o r d e n , maar dit is nog niet voorgekomen in Nederland, wellicht vanwege de lage dichtheid en de aantrekkelijkheid van andere toepassingen (cement, funderingsmateriaal),

3 . 3 . 2 . 1 Staalslakken

Van de staalslakkensoorten is vanwege de vrijkomende hoeveelheden LD-slak van belang, genoemd naar het bereidingsprocede Linz-Donawitz.

De gemiddelde dichtheid van de slakken varieert naar herkomst tussen 3,1 en 3,4 x 10^ kg/m^. De maximale wateropneming is ongeveer 2 % (m/m).

De sterkte van de slakken bepaald volgens standaardproeven op bereid fijn materiaal is zeer goed te noemen. De sterkte van vooral grovere sorteringen w o r d t daarmee echter niet goed gekarakteriseerd vanwege voorkomende discontinuïteiten (breukvlakken) en spanningen tengevolge van het koelproces. Valproeven kunnen voor dit materiaal een realistischer sterkte-maat opleveren. Naar schatting is vooral het grovere materiaal duidelijk breukgevoeliger dan de gewoonlijk in Nederland toegepaste breuksteensoorten.

Naar schatting zijn staalslakken slijtvast en behouden daarmee goed hun hoekigheid.

Staalslakken zijn bestand tegen vorst- en dooiwisselingen. Tengevolge van het voorkomen van vrije kalk is de bestandheid tegen water enigszins beperkt (voor eisen en beproeving zie [6]). Voor loskorrelige waterbouwkundige toepassing is beproeving op bestandheid tegen vocht door een kookproef realistisch en efficiënt. Deze proef w o r d t danook in CEN-verband overgenomen (EN 1 3 6 7 - 3 ) . Voor toepassing in gebonden mengsels w o r d t echter een onlangs in Duitsland ontwikkelde proef aanbevolen, waarmee volumeverandering onder stoombelasting w o r d t bepaald. Ook deze proef w o r d t als CEN-proef voorbereid (EN 1 7 4 4 - 1 ) ,

In relatie t o t het constructieve gedrag zijn voornoemde proeven voor vochtbestendigheid optimaal te noemen omdat verfijning bij loskorrelig materiaal gewoonlijk bepalend is voor de gebruikswaarde en zwelling de gebonden toepassing vooral kan bedreigen.

Samenstelling en uitloging van LD-slakken kunnen op basis van beperkte gegevens, aan de eisen voor categorie 1 van het Bouwstoffenbesluit voldoen.

Kritische stoffen zijn c h r o o m , vanadium en nikkel.